【正文】 行業(yè)。 　　改革開(kāi)放以來(lái)，積極引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，以促進(jìn)我國(guó)挖掘機(jī)行業(yè)的發(fā)展。等12個(gè)等級(jí)、20多種型號(hào)。 　　到20世紀(jì)80年代末，我國(guó)挖掘機(jī)生產(chǎn)廠已有30多家，生產(chǎn)機(jī)型達(dá)40余種。1967年開(kāi)始，我國(guó)自主研制液壓挖掘機(jī)。 　　新中國(guó)成立初期，以測(cè)繪仿制前蘇聯(lián)20世紀(jì)30～40年代的W50W50W100W1002等型機(jī)械式單斗挖掘機(jī)為主，開(kāi)始了我國(guó)的挖掘機(jī)生產(chǎn)歷史。 2）國(guó)內(nèi)挖掘機(jī)我國(guó)的挖掘機(jī)生產(chǎn)起步較晚，從1954年撫順挖掘機(jī)廠生產(chǎn)第一臺(tái)斗容量為1m179。的剝離用挖掘機(jī)等，是世界上目前最大的挖掘機(jī)。的步行式拉鏟挖掘機(jī)；BE(布比賽路斯一伊利) m179。例如，美國(guó)馬利昂公司生產(chǎn)的斗容量50150 m179?！　」I(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的挖掘機(jī)生產(chǎn)較早，法國(guó)、德國(guó)、美國(guó)、俄羅斯、～40 m179。從20世紀(jì)60年代起，液壓挖掘機(jī)進(jìn)入推廣和蓬勃發(fā)展階段，各國(guó)挖掘機(jī)制造廠和品種增加很快，產(chǎn)量猛增。 　　由于液壓技術(shù)的應(yīng)用，20世紀(jì)40年代有了在拖拉機(jī)上配裝液壓反鏟的懸掛式挖掘機(jī)，20世紀(jì)50年代初期和中期相繼研制出拖式全回轉(zhuǎn)液壓挖掘機(jī)和履帶式全液壓挖掘機(jī)。通用型挖掘機(jī)占挖掘機(jī)總數(shù)的90%以上，它在各種工程施工中廣泛使用，己成為不可缺少的重要機(jī)械設(shè)備[2]。挖掘機(jī)械在工程機(jī)械發(fā)展中占有很大比重和重要的地位，據(jù)統(tǒng)計(jì)約占工程機(jī)械總產(chǎn)的25%~50%，是重點(diǎn)發(fā)展的機(jī)械品種之一。 各種土方工程，采掘工業(yè)(包括煤炭、礦石和建筑材料的巨大采掘量)和大面積的農(nóng)田改造等，迫切要求提供大批各種類型的挖掘機(jī)械。的大型斗輪挖掘機(jī)，則可代替5~6萬(wàn)人的勞動(dòng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)， m179。為節(jié)省勞動(dòng)力、減輕繁重體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、加快建設(shè)速度，保證工程質(zhì)量和降低成本，采用機(jī)械化施工是根本的措施。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在建筑工程中，若土方工程全部由人工來(lái)完成，那么，所藉勞動(dòng)力約占全部工程所需勞動(dòng)力總數(shù)的50%以上。水電工程大型上石壩施工中，每日填筑量可達(dá)10萬(wàn)m179。的土方，山區(qū)路基則可能達(dá)到50000 m179。據(jù)統(tǒng)計(jì)，工程施工中約有60%以上的土石方量，系由挖掘機(jī)來(lái)完成。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）挖掘機(jī)工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文1 緒論 挖掘機(jī)械在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用及其發(fā)展概況 挖掘機(jī)械在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用挖掘機(jī)械是工程機(jī)械的一種主要類型，是土石方開(kāi)挖的主要機(jī)械設(shè)備，包括有各種類型與功能的挖掘機(jī)。各種類型的挖掘機(jī)已廣泛應(yīng)用在工業(yè)與民用建筑、交通運(yùn)輸、水利電力工程，農(nóng)田改造、礦山采掘以及現(xiàn)代化軍事工程等的機(jī)械化施工中。在上述各種工程中，土石方工程量占有很大的比重，例如，鐵路建筑中，每一公里路基平均要完成20000~30000m179。以上的土方量。采掘工業(yè)，包括煤炭、礦石和建筑材料的采掘等，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有很大比重，其剝離作業(yè)及采掘工作量則更大。在露天礦場(chǎng)和采料場(chǎng)中，若用人工采掘，則所需勞動(dòng)力約占90%。它對(duì)盡早發(fā)揮建設(shè)投資效果，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速度發(fā)展有很大的作用。斗容量的單斗挖掘機(jī)，挖掘Ⅳ級(jí)以下的土壤時(shí)，每班生產(chǎn)率大約相當(dāng)300~400個(gè)工人一天的工作量，而一臺(tái)日產(chǎn)20萬(wàn)m179。由此可見(jiàn)，挖掘機(jī)在現(xiàn)代化建設(shè)工程中的功用。例如:冶金工業(yè)的采掘要求提供一批大斗容的單斗挖掘機(jī)；煤炭、有色金屬等的開(kāi)采和大型水利工程，要求提供高效的斗輪式挖掘機(jī)，石油及城市建設(shè)中的管道工程，要求提供多斗挖掘機(jī)；而大量的土建工程則要求提供大批量通用的中小型挖掘機(jī)，城鎮(zhèn)建筑工程和農(nóng)田改造則要求提供小型、多用的挖掘機(jī)；現(xiàn)代化國(guó)防工程也迫切要求提供機(jī)動(dòng)性好、效率高、性能先進(jìn)的輪式與快速履帶式挖掘機(jī)等[1]。尤其是中小型、通用的單斗挖掘機(jī)不僅用作土石方的挖掘工作，而且通過(guò)工作裝置的更換，還可以用作起重、裝載、抓取、打樁、鉆孔等多種作業(yè)。 挖掘機(jī)械發(fā)展概況1）國(guó)外挖掘機(jī)第一臺(tái)手動(dòng)挖掘機(jī)問(wèn)世至今已有130多年的歷史，期間經(jīng)歷了由蒸汽驅(qū)動(dòng)半回轉(zhuǎn)挖掘機(jī)到電力驅(qū)動(dòng)和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)全回轉(zhuǎn)挖掘機(jī)、應(yīng)用機(jī)電液一體化技術(shù)的全自動(dòng)液壓挖掘機(jī)的逐步發(fā)展過(guò)程。初期試制的液壓挖掘機(jī)是采用飛機(jī)和機(jī)床的液壓技術(shù)，缺少適用于挖掘機(jī)各種工況的液壓元件，制造質(zhì)量不夠穩(wěn)定，配套件也不齊全。1968～1970年間，液壓挖掘機(jī)產(chǎn)量已占挖掘機(jī)總產(chǎn)量的83％，目前已接近100％。單斗液壓挖掘機(jī)的主要生產(chǎn)國(guó)，從20世紀(jì)80年代開(kāi)始生產(chǎn)特大型挖掘機(jī)。的剝離用挖掘機(jī)，斗容量132 m179。的步行式拉鏟挖掘機(jī)，斗容量107 m179。 　　從20世紀(jì)后期開(kāi)始，國(guó)際上挖掘機(jī)的生產(chǎn)向大型化、微型化、多功能化、專用化和自動(dòng)化的方向發(fā)展。的機(jī)械式單斗挖掘機(jī)至今，大體上經(jīng)歷了測(cè)繪仿制、自主研制開(kāi)發(fā)和發(fā)展提高等三個(gè)階段。由于當(dāng)時(shí)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，先后建立起十多家挖掘機(jī)生產(chǎn)廠。從早期開(kāi)發(fā)成功的產(chǎn)品開(kāi)始，為我國(guó)液壓挖掘機(jī)行業(yè)的形成和發(fā)展邁出了極其重要的一步。中、小型液壓挖掘機(jī)已形成系列，～ m179。但總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)挖掘機(jī)生產(chǎn)的批量小、分散，生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品質(zhì)量等與國(guó)際先進(jìn)水平相比，有很大的差距。各機(jī)械廠通過(guò)數(shù)年引進(jìn)技術(shù)的消化、吸收、移植，使國(guó)產(chǎn)液壓挖掘機(jī)產(chǎn)品性能指標(biāo)全面提高到20世紀(jì)80年代的國(guó)際水平，產(chǎn)量也逐年提高。 　　業(yè)內(nèi)人士指出，我國(guó)單斗液壓挖掘機(jī)應(yīng)向全液壓方向發(fā)展； m3；而對(duì)于大型及多斗挖掘機(jī)，由于液壓元件的制造、裝配精度要求高，施工現(xiàn)場(chǎng)維修條件差等，則仍以機(jī)械式為主。 挖掘機(jī)的類型、特點(diǎn) 液壓挖掘機(jī)的基本類型 單斗液壓挖掘機(jī)可按用途及其主要裝置的特征進(jìn)行分類。中小型挖掘機(jī)大多數(shù)為通用型，即以挖掘土壤容重18000N/m179。而大型液壓挖掘機(jī)則以礦用正鏟為主要裝置外，一般亦配有挖掘輕重土、石料和各種挖掘幅度的正、反鏟等裝置。按工作裝置的結(jié)構(gòu)不同分為鉸接式和伸縮臂式挖掘機(jī)，常用者均為鉸接式，伸縮臂式挖掘機(jī)因可用于平整清理場(chǎng)地和坡道等作業(yè)，故有挖掘平地機(jī)之稱。屐帶式因有良好通過(guò)性能應(yīng)用最廣，對(duì)松軟地面或沼澤地帶還可采用加寬、加長(zhǎng)及以浮式履帶來(lái)降低接地比壓。汽車式、懸掛式是以汽車及拖拉機(jī)為基礎(chǔ)機(jī)械(底盤(pán))裝設(shè)挖掘或裝載工作裝置的小型挖掘機(jī)。拖式則沒(méi)有行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)移時(shí)由牽引車牽引，主要優(yōu)點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。大部分液壓挖掘機(jī)是全回轉(zhuǎn)式的，小型液壓挖掘機(jī)如懸掛式等工作裝置僅能作180176。按主要機(jī)構(gòu)是否全部采用液壓傳動(dòng)又分為全液壓式與半液壓式兩種。目前國(guó)產(chǎn)輪胎式液壓挖掘機(jī)多采用半液壓式。單斗液壓挖掘機(jī)與同級(jí)機(jī)重的機(jī)械挖掘機(jī)相比挖掘力約提高一倍，液壓挖掘機(jī)最大挖掘力可達(dá)機(jī)重的1/2，而機(jī)械挖掘機(jī)只達(dá)機(jī)重的1/4。抓斗可以強(qiáng)制切土和閉斗，使切土力和閉斗力都提高。當(dāng)液壓挖掘機(jī)陷于淤泥或土坑中時(shí)，可以利用工作裝置進(jìn)行自救或逾越溝渠等障礙物，兩履帶可獨(dú)立驅(qū)動(dòng)、實(shí)現(xiàn)就地轉(zhuǎn)向，使通過(guò)能力大為提高。小型液壓挖掘機(jī)帶有三、四十種工作裝置，以適應(yīng)各種作業(yè)要求(最多達(dá)150種)，而且工作裝置調(diào)換方便，從而擴(kuò)大了機(jī)械使用性能。采用液壓傳動(dòng)后省去了機(jī)械挖掘機(jī)復(fù)雜的中間傳動(dòng)零部件，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)并減少易損件:由于傳動(dòng)裝置緊湊，重量減少導(dǎo)致轉(zhuǎn)臺(tái)、底架等結(jié)構(gòu)件的尺寸和重量都相應(yīng)降低，故同級(jí)的液壓挖掘機(jī)可比機(jī)械挖掘機(jī)總重量減輕30~40%。采用液壓傳動(dòng)后能無(wú)級(jí)調(diào)速且調(diào)速范圍大(最高與最低速度之比可達(dá)1000：1 )；能得到較低的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速(采用柱塞式液壓馬達(dá)，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速可低到I轉(zhuǎn)/分)；液壓元件的運(yùn)動(dòng)慣性較小并可作高速反轉(zhuǎn)(電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)部分的慣性力矩比其他驅(qū)動(dòng)裝置大50%，而液壓馬達(dá)則不大于5%。液壓系統(tǒng)中還設(shè)置了各種安全溢流閥，在機(jī)械工作過(guò)載或誤操作時(shí)不致發(fā)生事故或機(jī)械損壞，并使機(jī)械結(jié)構(gòu)件受力情況改善。由于液壓傳動(dòng)采用油管連接，各機(jī)構(gòu)部件之間相互位置不受傳動(dòng)關(guān)系的影響限制，布置可較靈活，設(shè)計(jì)時(shí)可使機(jī)構(gòu)的布置既滿足傳動(dòng)要求，也滿足結(jié)構(gòu)件受力均衡、維護(hù)修理方便，附加平衡重盡可少等條件，做到結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀，同時(shí)也易于改進(jìn)、變型發(fā)展。液壓傳動(dòng)比機(jī)械傳動(dòng)操縱輕便而靈活，尤以現(xiàn)在采用的液壓伺服(先導(dǎo)閥)操縱，手柄操縱力小于20N，而機(jī)械挖掘機(jī)操縱力達(dá)80~200N，采用先導(dǎo)閥后操縱桿數(shù)大為減少，主操縱手柄為2個(gè)，故操縱輕便司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度大為減輕；駕駛室與機(jī)棚完全隔開(kāi)，噪音減小、視野良好，振動(dòng)減輕，改善了司機(jī)的工作條件。液壓元件易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。也便于產(chǎn)品的更新?lián)Q代。便于與電、氣動(dòng)聯(lián)合組成自動(dòng)控制和遙控系統(tǒng)。具體內(nèi)容包括以下幾部分:1）挖掘機(jī)工作機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì)。3）行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)的意義和目的179。其主要適用場(chǎng)合為公路養(yǎng)護(hù)、園林綠化、小區(qū)建設(shè)、市政工程及農(nóng)田建設(shè)等。道路養(yǎng)護(hù)已經(jīng)常規(guī)化，園林綠化有序進(jìn)行，小區(qū)建設(shè)工程漸增，市政工程不斷升級(jí)，農(nóng)田建設(shè)正趨向機(jī)械化，小挖的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)恰得其所地得以發(fā)揮。隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的深入和在建設(shè)中挖掘機(jī)的廣泛應(yīng)用，挖掘機(jī)市場(chǎng)有著廣闊的發(fā)展空間，因此發(fā)展?jié)M足我國(guó)國(guó)情所需要的挖掘機(jī)是十分必要的。反鏟式單斗液壓挖掘機(jī)工作裝置是一個(gè)較復(fù)雜的空間機(jī)構(gòu)，國(guó)內(nèi)外對(duì)其運(yùn)動(dòng)分析、機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面都作了較深入的研究，具體的設(shè)計(jì)特別是中型挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)已經(jīng)趨于成熟。而本人的知識(shí)和設(shè)計(jì)水平在初步階段，進(jìn)行本課題的設(shè)計(jì)是為對(duì)挖掘機(jī)的工作裝置設(shè)計(jì)進(jìn)一步深入的認(rèn)識(shí)，鞏固所學(xué)的關(guān)于機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)以及提高機(jī)械繪圖等能力，并為將來(lái)工作奠定一定的基礎(chǔ)。液壓挖掘機(jī)主要參數(shù)中最重要的參數(shù)有三個(gè)，即斗容量、機(jī)重和發(fā)動(dòng)機(jī)功率。故有主參數(shù)之稱。依據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，在滿足實(shí)用性、可能性、經(jīng)濟(jì)性和先進(jìn)性的條件下，通過(guò)類比法（見(jiàn)表21）、經(jīng)驗(yàn)公式法、理論分析計(jì)算法（見(jiàn)《小型液壓挖掘機(jī)基本參數(shù)與整機(jī)質(zhì)量關(guān)系》[3]）的理解，初步選定本次設(shè)計(jì)的主參數(shù)：179。表21 6T級(jí)小型挖掘機(jī)國(guó)內(nèi)外同類機(jī)型性能規(guī)格對(duì)照表Table 21 6Tlevel performance of similar models excavator at home and abroad specifications table生產(chǎn)商日本日本美國(guó)瑞典小松日立卡特彼勒沃爾沃產(chǎn)品型號(hào)PC567ZX60306EC55B Pro工作重量kg5300585057755600額定功率kW標(biāo)準(zhǔn)斗容m179。~~性能最大行走速度高速km/h4低速km/h鏟斗挖掘力kN45斗桿挖掘力kN3329尺寸全長(zhǎng)mm5925590047105230全寬mm2000192017001960全高mm2585255025702800工作范圍最大挖掘半徑mm6090615058905890最大挖掘深度mm3800382035903590最大挖掘高度mm5710578052105210最大卸載高度mm3950405036803680發(fā)動(dòng)機(jī)名稱五十鈴4JG1洋馬4TNV94L洋馬4TNV88洋馬4TNV88排量L根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法，線尺寸參數(shù)： （21）其中，KLi——尺寸經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查機(jī)體尺寸和工作尺寸經(jīng)驗(yàn)系數(shù)表。由于所設(shè)計(jì)的挖掘機(jī)適用性較強(qiáng)，一般不替換構(gòu)件或可調(diào)結(jié)構(gòu)，故取中間比例方案，～，初步選取K1=，即l1/l2=。最后根據(jù)液壓系統(tǒng)工作壓力、流量、系統(tǒng)回路供油方式、工廠制造條件和三化要求等確定各液壓缸全伸長(zhǎng)度和全縮長(zhǎng)度之比λ，考慮到結(jié)構(gòu)尺寸、運(yùn)動(dòng)余量、穩(wěn)定性和構(gòu)件運(yùn)動(dòng)幅度等因素一般取λ1=~；λ2=~；λ3=~[4]。表22 本設(shè)計(jì)的主要性能規(guī)格Table 22 The main performance specifications of the design產(chǎn)品型號(hào) WJ53工作重量/kg5300全寬/mm1950標(biāo)準(zhǔn)斗容/m179。h1最大挖掘深度/mm3590最低行駛速度/km如圖所示，反鏟工作裝置由鏟斗連桿斗桿動(dòng)臂相應(yīng)的三組液壓缸1,4,8等組成。依靠斗桿缸使斗桿繞動(dòng)臂的上鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，而鏟斗鉸接于斗桿前端，通過(guò)鏟斗缸和連桿則使鏟斗繞斗桿前鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。鏟斗裝滿后，鏟斗缸和斗桿缸停動(dòng)并操縱動(dòng)臂缸大腔進(jìn)油，使動(dòng)臂抬起，隨即接通回轉(zhuǎn)馬達(dá)使工作裝置轉(zhuǎn)到卸載位置，再操縱鏟斗缸或斗桿缸回縮，使鏟斗翻轉(zhuǎn)進(jìn)行卸土。 反鏟裝置結(jié)構(gòu)方案的確定 反鏟裝置結(jié)構(gòu)型式的確定1）確定動(dòng)臂的結(jié)構(gòu)型式動(dòng)臂是工作裝置中的主要構(gòu)件，斗桿的結(jié)構(gòu)形式往往決定于動(dòng)臂的結(jié)構(gòu)形式。整體式動(dòng)臂有直動(dòng)臂和彎動(dòng)臂兩種。采用整體式彎動(dòng)臂有利于得到較大的挖掘深度，它是專用反鏟裝置的常見(jiàn)形式。它的缺點(diǎn)是替換工作裝置少，通用性較差。往往需要配備幾套完全不通用的工作裝置。組合式動(dòng)臂一般都為彎臂形式。它的工作尺寸和挖掘力可以根據(jù)作業(yè)條件的變化進(jìn)行調(diào)整，較合理地滿足各種類型作業(yè)裝置的參數(shù)和結(jié)構(gòu)要求，從而簡(jiǎn)單地解決主要結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一化問(wèn)題，裝車運(yùn)輸也比較方便。2）確定斗桿的結(jié)構(gòu)型式斗桿也有整體式和組合式兩種，大多數(shù)挖掘機(jī)采用整體式斗桿，當(dāng)需要調(diào)節(jié)斗桿長(zhǎng)度或杠桿時(shí)采用更換斗桿的辦法，或者在斗桿上設(shè)置2~4個(gè)可供調(diào)節(jié)時(shí)選擇的與動(dòng)臂端部鉸接的孔，有些反鏟采用組合式斗桿。3）確定鏟斗的結(jié)構(gòu)型式鏟斗結(jié)構(gòu)形狀和參數(shù)的合理選擇對(duì)挖掘機(jī)的作業(yè)效果影響很大。為了滿足各種特定情況，盡可能提高作業(yè)效率，通用反鏟裝置常配有甚至十多種斗容量不同，結(jié)構(gòu)形式各異的鏟斗，其應(yīng)滿足以下的要求：①有利于物料的自由流動(dòng)。斗底的縱向剖面形狀要適合于各種物料的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。③為了使裝進(jìn)鏟斗的物料不易于卸出，鏟斗的寬度與物料顆粒直徑之比應(yīng)大于4：1。④裝設(shè)斗齒有利于增大鏟斗與物料剛接觸時(shí)的挖掘線比壓，以便切入或破碎阻力較大的物料。斗齒的材料、形狀、安裝結(jié)構(gòu)及其尺寸參數(shù)都值得研究，對(duì)它的主要要求是挖掘阻力小，耐磨，易于更換。時(shí)多采用螺栓連接，斗容量q≥179。179。 反鏟裝置布置方案的確定1）確定動(dòng)臂與動(dòng)臂油缸的連接方式